На спорткаре будет стоять новый 5,2-литровый двигатель конфигурации V10 мощностью 520 л.с. с максимальным вращающим моментом 540 Нм. Audi рассчитывает, что с новым агрегатом R8 станет более конкурентноспособным по отношению к моделям Lamborghini. Внешне R8 V10 можно будет опознать по новым выхлопным трубам, колесам и тормозным дискам большего диаметра.

10-цилиндровый двигатель появится также и на кабриолете R8, оснащаемом 420-сильным V8. Ожидается, что купе R8 V10 выйдет на рынок к 2010 году, открытая версия появится в Европе будущей осенью.